研究表明月球可能是從太空捕獲的而不是由碰撞粒子形成的

從 1969 年到 1972 年，阿波羅太空人在六次登月任務中收集了超過 800 磅的月球岩石和土壤。對這種材料的化學和同位素分析表明，它與地球上的岩石和土壤相似：富含鈣、玄武岩，可追溯到太陽系形成約 6000 萬年。

使用該數據，1984 年，他們齊聚夏威夷科納會議，達成共識：由年輕地球碰撞後的碎片形成。

但這可能不是月球真正的起源故事，賓州州立大學的兩位研究人員表示。新研究發表在行星科學雜誌賓州州立大學貝倫德分校的天文學和天體物理學教授達倫威廉斯和賓州州立大學應用研究實驗室的高級研究工程師麥可祖格提出了另一種可能性：月球是在年輕的地球和年輕的地球近距離接觸時被捕獲的。

「科納會議奠定了 40 年的歷史，」威廉斯說。但問題仍然存在。例如，由行星碰撞形成的衛星，其形狀是碎片聚集成一個環，應該在行星赤道上方運行。地球的月球在不同的平面上運作。

威廉斯說：“月球與太陽的對齊程度比與地球赤道的對齊程度還要高。”

研究人員表示，在另一個雙星交換捕獲理論中，地球引力將雙星分開，抓住了其中一個物體——月球——並使其成為在當前平面上運行的衛星。

威廉斯說，有證據顯示這種情況發生在太陽系的其他地方，他指的是海王星最大的衛星海衛一。這個領域占主導地位的假設是海衛一是從柯伊伯帶拉入軌道的，那裡每 10 個天體就有 1 個被認為是雙星。

海衛一繞海王星運行，沿著與行星自轉相反的方向移動。它的軌道也明顯傾斜，與海王星赤道成67度角。

威廉斯和祖格確定，地球可能捕獲了一顆比月球更大的衛星——一個與水星甚至火星大小的物體——但由此產生的軌道可能不穩定。

問題在於，「捕獲」軌道（月球所遵循的軌道）一開始是一個細長的橢圓形，而不是圓形。隨著時間的推移，受極端潮汐的影響，軌道的形狀發生了變化。

「今天，地球潮汐領先月球潮汐，」威廉斯說。 「漲潮會加速軌道運行。它給它一個脈衝，一點點推動。隨著時間的推移，月球會漂得更遠一些。”

如果月球離地球更近，效果就會相反，就像捕獲後立即發生的那樣。透過計算潮汐變化以及軌道的大小和形狀，研究人員確定月球最初的橢圓軌道在數千年的時間尺度內收縮。

軌道也變得更加圓形，圍繞其路徑，直到月球自轉鎖定在其軌道上。繞地球一圈，就像今天一樣。

威廉斯說，到那時，潮汐演化可能會逆轉，月球開始逐漸遠離。

他說，月球每年都會遠離地球 3 公分。以目前距離地球 239,000 英里的距離，月球現在感受到太陽引力的巨大牽引力。

威廉斯說：“月球現在距離我們如此遙遠，以至於太陽和地球都在爭奪它的注意力。” “雙方都在努力。”

他的計算表明，從數學上講，二進制交換捕獲的衛星可以像地球的月球一樣表現。但他不確定月球是如何形成的。

「沒有人知道月球是如何形成的，」他說。 「在過去的四十年裡，我們對於它是如何到達那裡的有一種可能性。現在，我們有兩種。這為進一步研究打開了一個新問題和機會的寶庫。”